📡 第04章：センサ連動と環境反応性の設計

Chapter 04: Sensor Integration and Environmental Responsiveness

本章では、AITL-H PoCにおけるセンサインターフェースの設計方針と、
FSM・PIDへのデータ供給の役割、拡張可能なインターフェース設計について説明します。

1. 🎯 センサの役割 / Role of Sensors

センサは、以下の2つの主要な制御層において重要な役割を果たします：

FSM：環境イベントのトリガ（例：障害物検出 → obstacle_detected）
PID：制御対象の実測値（例：目標速度との差分）

これにより、環境とのリアクティブな応答とフィードバック制御が成立します。

2. 🧩 センサインターフェース構造 / Sensor Interface Structure

PoCでは、センサ読み出しと抽象化を sensor_interface.py により統一します：

class SensorInterface:
    def __init__(self):
        self.distance = 0.0
        self.angle = 0.0

    def read_distance(self):
        # センサデバイスから距離（cm）を取得
        return self.distance

    def read_angle(self):
        # IMU等から角度（度）を取得
        return self.angle

    def update(self):
        # センサ値を一括更新（バッファ同期）
        self.distance = self._read_ultrasonic()
        self.angle = self._read_imu()

センサ読み出しロジックは、仮想実装または物理デバイスに応じて差し替え可能です。

3. 🔁 FSM/PIDへの接続例 / Example Connections to FSM & PID

FSMで使用：

if sensor.read_distance() < 10.0:
    fsm.handle_event("obstacle_detected")

PIDで使用：

measured_speed = sensor.read_distance()
pwm = pid.compute(target_speed, measured_speed)

4. 🔄 拡張設計の方向性 / Future Expansion Strategies

項目 / Item	設計方針 / Design Policy
センサの増加 / Sensor Addition	`read_xyz()` をインターフェースとして追加
デバイス抽象 / Device Abstraction	実装クラスを切替可能に（e.g. `MockSensor`, `RealSensor`）
LLM通知 / LLM Notification	センサ異常や外乱イベントをLLMに送信して判断委譲

🔚 まとめ / Summary

センサインターフェースは、FSM/PID/LLM間の共通データ基盤として、柔軟かつ拡張性ある構造が求められます。
PoC設計においては、sensor_interface.py を用いてシンプルなAPIで統合しています。

📝 ライセンス / License

Code: MIT
Text: CC BY 4.0
Figures: CC BY-NC 4.0
（詳細は Docs Index のライセンス表 / License Table in Docs Index を参照）